网络拥塞控制中接纳控制技术研究.pdf

中文摘要 摘 要 网络拥塞控制是整个网络体系架构中，维持网络正常运行的一项重要技术。 拥塞控制技术主要是通过源端、目的端以及传输路径上路由器的关联机制而实施 的。随着互联网中Web 业务的快速增长，各种服务器的大量部署于接入层网络使 得该位置成为网络传输的瓶颈之处，较易发生拥塞现象。如何在接入层网络有效 的实施拥塞控制，提高企业网业务流量的服务质量，是本论文的主要研究内容。 本论文在研究端系统以及网关上的拥塞控制机制基础之上，剖析了拥塞控制 中的接纳控制相关技术。分析Web 业务在企业接入层网络的流量特征，研究如何 在接入层网关处实时检测进出网络的业务流量，通过检测网络传输状态，预测网 络拥塞，并采取适当的接纳控制机制对网络流量进行接纳控制，从而发现及控制 网络拥塞，提高已接纳业务流服务质量。论文主要开展了如下工作： ① 讨论网络拥塞的现状，分析现有的端系统拥塞控制机制以及网关拥塞控制 机制。对接纳控制领域的相关技术进行深入探讨，分析各类算法性能。为论文接 纳控制算法在网络拥塞控制中的设计和应用提供理论基础。 ② 分析了部署各种服务器，向互联网提供Web 业务的企业接入层网络流量特 性。在企业接入层网络的应用场景中，设计了一种可用于接入层网关的网络流量 自适应接纳控制模型。通过对经过该网关的业务流量进行实时监控及参数统计， 控制网络拥塞，提高业务流服务质量。 ③ 在该模型的实现机制中，根据Web 流量在TCP 慢启动阶段的传输特征， 提出了一种可变时间窗口测量机制。该机制通过实时计算测量时间间隔，动态更 新时间窗口值。解决了当前的固定时间窗口测量策略在保证网络服务质量和提高 网络资源利用率上存在的问题。同时，在该模型的决策单元部分提出了基于高带 宽流的接纳准则算法。通过区分不同速率流对拥塞的敏感度不同，该接纳准则算 法对网络流状态进行实时监控和测量，预测和控制网络拥塞，提高已接纳流服务 质量。 ④ 在 Linux 的 netfilter 框架下设计并实现了该接纳控制模型的原型系统 (AACS) 。并详细阐述了各个模块的实现机制。通过实验测试，验证了系统模型的 正确性和有效性。 关键词：拥塞控制，接纳控制，服务质量，测量策略，接纳准则 I 英文摘要 ABSTRACT Congestion control is an important technology that supports normal executing operation in the entire network system architecture. It was implemented through the collaboration mechanism from the source node to the destination node and the router in transmission path. In particular, the current rapid growth of Web services and the servers are deployed in large numbers in the enterprise-class access networks turned this position to the bottleneck of network transmission. So how to implement of the network access layer congestion control effectively, make sure the enterprises network service traffic quality of service and improve network resource utilization is the main research content of this th